庫(kù)侖定律新課標(biāo)新人教版高中物理選修3-1課件

1.2庫(kù)侖定律新課標(biāo)新人教版高中物理選修3-1課件匯報(bào)人：AA2024-01-25課程介紹與目標(biāo)庫(kù)侖定律基本概念庫(kù)侖定律實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證庫(kù)侖定律在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用拓展延伸：其他相關(guān)物理定律和理論練習(xí)題與課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)contents目錄課程介紹與目標(biāo)01庫(kù)侖定律揭示了電荷間相互作用的規(guī)律，是研究電場(chǎng)、電勢(shì)等電學(xué)概念的基礎(chǔ)。掌握庫(kù)侖定律對(duì)于理解電磁現(xiàn)象、解決電磁學(xué)問(wèn)題具有重要意義。高中物理選修3-1是高中物理學(xué)科的重要組成部分，其中庫(kù)侖定律是電學(xué)部分的核心內(nèi)容之一。本節(jié)課程背景

教學(xué)目標(biāo)與要求知識(shí)與技能理解庫(kù)侖定律的內(nèi)容，掌握庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和適用條件；能夠運(yùn)用庫(kù)侖定律分析、解決簡(jiǎn)單的電荷相互作用問(wèn)題。過(guò)程與方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電荷間相互作用力的大小與距離、電荷量的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和分析歸納能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)了解庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)科學(xué)家們的探索精神和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。新人教版高中物理選修3-1教材版本本節(jié)課程主要介紹了庫(kù)侖定律的內(nèi)容、表達(dá)式和適用條件，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了電荷間相互作用力的大小與距離、電荷量的關(guān)系，并介紹了庫(kù)侖定律在電場(chǎng)、電勢(shì)等概念中的應(yīng)用。同時(shí)，本節(jié)課程還涉及了電荷守恒定律和靜電感應(yīng)現(xiàn)象等相關(guān)內(nèi)容。內(nèi)容概述教材版本及內(nèi)容概述庫(kù)侖定律基本概念0203電荷間作用力與距離的關(guān)系作用力與電荷間距離的平方成反比。01電荷間存在相互作用力同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。02電荷間作用力與電荷量的關(guān)系作用力與電荷量的乘積成正比。電荷間相互作用力庫(kù)侖定律公式01F=kQ1Q2/r^2，其中F為電荷間作用力，k為靜電力常量，Q1和Q2為兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量，r為兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離。庫(kù)侖定律的意義02揭示了真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用力的規(guī)律，是電磁學(xué)的基本定律之一。庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的相似性03兩者都是平方反比定律，但庫(kù)侖定律中的靜電力常量k比萬(wàn)有引力常量G大得多，說(shuō)明電磁相互作用比引力相互作用強(qiáng)得多。庫(kù)侖定律公式及意義適用范圍庫(kù)侖定律適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力。限制條件當(dāng)兩個(gè)帶電體的形狀和大小對(duì)它們之間的相互作用力的影響不能忽略時(shí)，庫(kù)侖定律不再適用。此時(shí)需引入電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度的概念來(lái)描述電荷間的相互作用。庫(kù)侖定律與電場(chǎng)的關(guān)系庫(kù)侖定律是描述點(diǎn)電荷間相互作用力的規(guī)律，而電場(chǎng)則是描述電荷周?chē)臻g存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)。兩者之間存在密切聯(lián)系，可以通過(guò)庫(kù)侖定律引入電場(chǎng)的概念。適用范圍和限制條件庫(kù)侖定律實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證03實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備帶電體可選用金屬球、金屬棒等導(dǎo)體作為帶電體，需預(yù)先清洗干凈并干燥。絕緣支架用于支撐電荷計(jì)和帶電體，需選用穩(wěn)定性好、絕緣性能優(yōu)良的支架。電荷計(jì)用于測(cè)量電荷量，需選用高精度、高靈敏度的電荷計(jì)。電源提供實(shí)驗(yàn)所需的電壓和電流，需選用穩(wěn)定性好、輸出電壓和電流可調(diào)的電源。導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等輔助器材用于連接電源、電荷計(jì)和帶電體，確保電路暢通。0104050603021.將電荷計(jì)和帶電體分別安裝在絕緣支架上，并調(diào)整至適當(dāng)位置。2.連接電源、電荷計(jì)和帶電體，組成實(shí)驗(yàn)電路。注意檢查電路連接是否正確，避免出現(xiàn)短路或斷路現(xiàn)象。3.打開(kāi)電源，調(diào)整輸出電壓和電流至實(shí)驗(yàn)所需值。注意觀察電荷計(jì)和帶電體的狀態(tài)，確保實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行。4.使帶電體帶上一定量的電荷，記錄此時(shí)電荷計(jì)的讀數(shù)。5.改變帶電體之間的距離，再次記錄電荷計(jì)的讀數(shù)。重復(fù)此步驟多次，以獲得足夠多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。6.關(guān)閉電源，拆除實(shí)驗(yàn)電路。對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行清理和保養(yǎng)，以便下次使用。實(shí)驗(yàn)步驟與操作過(guò)程1.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)記錄每次改變距離后電荷計(jì)的讀數(shù)，以及對(duì)應(yīng)的距離值。建議采用表格形式進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，便于后續(xù)處理和分析。3.利用數(shù)學(xué)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，得到庫(kù)侖力與距離之間的函數(shù)關(guān)系圖。通過(guò)觀察函數(shù)圖像的形狀和趨勢(shì)，可以驗(yàn)證庫(kù)侖定律的正確性。4.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論。比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值之間的差異，分析可能存在的誤差來(lái)源。同時(shí)，可以進(jìn)一步探討庫(kù)侖定律的適用范圍和局限性等問(wèn)題。2.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，計(jì)算每次改變距離后帶電體之間的庫(kù)侖力大小。根據(jù)庫(kù)侖定律公式$F=kfrac{q_1q_2}{r^2}$，可以推導(dǎo)出庫(kù)侖力與距離之間的關(guān)系式。數(shù)據(jù)記錄、處理及分析庫(kù)侖定律在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用04用摩擦的方法使物體帶電的現(xiàn)象，平時(shí)所見(jiàn)到的摩擦起電現(xiàn)象都是一種接觸摩擦起電。摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電利用靜電感應(yīng)現(xiàn)象使物體帶電，叫做感應(yīng)起電。一個(gè)不帶電的導(dǎo)體跟另一個(gè)帶電體接觸后分開(kāi)，使不帶電的導(dǎo)體帶上電荷的方式。030201靜電現(xiàn)象解釋利用靜電場(chǎng)使氣體電離從而使塵粒帶電吸附到電極上的收塵方法。靜電除塵利用高壓靜電電場(chǎng)使帶負(fù)電的涂料微粒沿著電場(chǎng)相反的方向定向運(yùn)動(dòng)，并將涂料微粒吸附在工件表面的一種噴涂方法。靜電噴涂利用靜電感應(yīng)原理獲得復(fù)制件的方法。靜電復(fù)印靜電技術(shù)應(yīng)用實(shí)例適當(dāng)增加室內(nèi)濕度，勤拖地、勤灑水，或用加濕器加濕。保持濕度盡量不穿化纖類(lèi)的衣物，改穿棉質(zhì)衣物。避免穿化纖類(lèi)衣物勤洗澡、勤換衣服，能有效消除人體表面積聚的靜電。勤洗手洗臉在脫衣服后，可用手輕輕摸一下墻壁，摸門(mén)把手或水龍頭之前也要用手摸一下墻，將體內(nèi)靜電“放”出去。摸墻放電防止靜電危害措施拓展延伸：其他相關(guān)物理定律和理論05作用力與反作用力在電磁學(xué)中，牛頓第三定律表現(xiàn)為電荷之間的相互作用力，即同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。這種相互作用力滿足牛頓第三定律，即作用力與反作用力大小相等、方向相反。動(dòng)量守恒在電磁場(chǎng)中的粒子，其動(dòng)量的變化是由于受到電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的作用。根據(jù)牛頓第三定律，這些力會(huì)產(chǎn)生相等且相反的沖量，從而保持系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。牛頓第三定律在電磁學(xué)中的應(yīng)用麥克斯韋方程組將電場(chǎng)和磁場(chǎng)統(tǒng)一為一個(gè)整體，描述了電荷和電流如何產(chǎn)生電磁場(chǎng)，以及電磁場(chǎng)如何影響電荷和電流的行為。電場(chǎng)與磁場(chǎng)的統(tǒng)一麥克斯韋方程組預(yù)言了電磁波的存在，并解釋了光是一種電磁波。這個(gè)理論揭示了電磁波在真空中的傳播速度等于光速，從而建立了電磁學(xué)與光學(xué)的聯(lián)系。電磁波的傳播麥克斯韋方程組簡(jiǎn)介光的波粒二象性量子力學(xué)認(rèn)為光既具有波動(dòng)性又具有粒子性。這種波粒二象性解釋了光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)等現(xiàn)象，其中光表現(xiàn)出粒子性。量子電動(dòng)力學(xué)量子電動(dòng)力學(xué)是描述電磁現(xiàn)象與量子效應(yīng)相結(jié)合的物理理論。它解釋了原子能級(jí)、自發(fā)輻射、受激輻射等現(xiàn)象，并提供了計(jì)算原子和分子光譜的方法。量子力學(xué)對(duì)電磁現(xiàn)象的解釋練習(xí)題與課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)06題目1兩個(gè)點(diǎn)電荷相距為r，相互作用力為F，則它們的電荷量分別為多少？題目2真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力為F，若兩電荷間的距離不變，而它們的電荷量都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則兩電荷間的作用力將變?yōu)槎嗌伲款}目3有三個(gè)點(diǎn)電荷甲、乙、丙位于同一直線上，甲與乙和乙與丙的距離相等，且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)。則下列判斷正確的是()010203練習(xí)題選講010204練習(xí)題選講A.甲、乙、丙一定是同種電荷B.甲、乙、丙一定是異種電荷C.甲、乙一定是同種電荷，丙一定是異種電荷D.甲、乙一定是異種電荷，丙一定是同種電荷03學(xué)生2我同意學(xué)生1的觀點(diǎn)。另外，我認(rèn)為在解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，還需要注意電荷量的正負(fù)以及距離的變化對(duì)相互作用力的影響。學(xué)生1我認(rèn)為在解決庫(kù)侖定律的問(wèn)題時(shí)，首先要明確電荷間的相互作用力是引力還是斥力，這可以通過(guò)判斷電荷的電性來(lái)確定。學(xué)生3我認(rèn)為在做練習(xí)題時(shí)，可以先嘗試自己解決問(wèn)題，然后再與老師和同學(xué)討論，這樣可以更好地理解和掌握庫(kù)侖定律。學(xué)生自主發(fā)言和討論教師點(diǎn)評(píng)同學(xué)們?cè)诎l(fā)言和討論中表現(xiàn)積極，能夠主動(dòng)思考和表達(dá)自己的觀點(diǎn)。在討論中，大家提到了電荷間的相